Java并发编程深度解析：JUC与AQS核心机制

"深入理解Java并发编程的JUC库与AQS机制对于提升多线程应用的性能至关重要。AQS（AbstractQueuedSynchronizer）作为JUC的核心组件，提供了构建自定义同步器的基础，支持独占锁和共享锁的实现。AQS内部维护的等待队列基于链表结构，高效地管理线程的等待、唤醒和调度。JUC库提供了如ReentrantLock、Semaphore、ReentrantReadWriteLock等丰富的并发工具，它们都依赖于AQS来实现其同步功能。 AQS的主要功能在于它的资源获取策略。它定义了两种方式： 1. **独占模式**：只有一个线程能访问执行。ReentrantLock就是典型的独占锁，分为公平锁和非公平锁。公平锁按照线程等待的顺序分配锁，而非公平锁则不保证这一顺序，可能让等待时间更短的线程优先获得锁。 2. **共享模式**：允许多个线程同时访问执行。Semaphore（信号量）、CountDownLatch、CyclicBarrier等都是共享锁的例子，它们可以控制多个线程的并发数。 AQS的关键方法包括： - `tryAcquire(int)`：尝试独占资源，成功返回true，失败返回false。 - `tryRelease(int)`：尝试释放资源，成功返回true，表示资源已被释放；失败返回false，说明资源仍被占用。 - `tryAcquireShared(int)`：尝试以共享方式获取资源，返回值用于判断获取结果，正数表示成功，负数表示失败，0表示其他线程正在占用资源但未完全耗尽。 - `tryReleaseShared(int)`：尝试以共享方式释放资源，与`tryRelease(int)`类似，成功返回true，失败返回false。 AQS内部使用CLH（Craig, Landin, and Hagersten）队列来管理等待线程，形成一个FIFO（先进先出）的等待队列。每个线程被封装为一个Node节点，当线程尝试获取资源失败时，会被添加到队列尾部等待。当锁被释放时，队列头部的线程会被唤醒，尝试再次获取资源。 `isHeldExclusively()`方法用于检查当前线程是否独占资源，通常在实现条件变量时需要。`addWaiter(Node mode)`方法用于将新线程添加到等待队列，`acquireQueued(Node node, boolean shared)`是获取资源的主逻辑，它会将线程放入队列并尝试获取资源。 了解并掌握AQS和JUC库对于编写高效、可伸缩的并发程序至关重要。开发者可以通过继承AQS并重写其模板方法，自定义同步规则，以适应特定的并发场景。例如，实现公平锁、读写锁或其他高级同步机制。通过这种方式，AQS提供了一种标准化的方法来处理并发问题，降低了并发编程的复杂性，提高了代码的可复用性和可维护性。